Feições eólicas quaternárias e vulnerabilidades agrícolas em áreas de arenização no pampa brasileiro

Abstract

No Sul do Brasil, o sudoeste do Rio Grande do Sul expõe manchas de areia encravadas na paisagem do Pampa brasileiro, bioma que representa 63% do território do Estado. Os depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis representam a herança de um clima mais seco do que o atual e fornecem evidências paleoclimáticas importantes para a compreensão dessa paisagem. Em condições climáticas contemporâneas, a região guarda campos de colinas (coxilhas, na denominação regional), cobertos por vegetação herbáceas-arbustivas e por manchas de areia, por vertentes de relevos testemunhos (cerros) e por fundos de vales, discordando da típica paisagem de clima úmido atual. Estes depósitos de areia estão, ao mesmo tempo, sob ação eólica, nas estações secas, e sujeitos às erosões superficial e subsuperficial, em estações chuvosas, o que remobiliza os sedimentos eólicos inconsolidados, dando início ao processo de arenização e à formação de areais. O objetivo deste estudo é identificar, na área de estudo, associações entre as feições geomorfológicas atuais e as formações superficiais quaternárias, assim como as dinâmicas erosivas/deposicionais atuantes nessas feições, no contexto de uma área submetida historicamente à pressão agrícola. A área do recorte espacial possui cerca de 144 mil ha e situa-se ao longo da rodovia RS-377, entre os municípios de Alegrete e de Manoel Viana. Os procedimentos metodológicos incluíram etapas de trabalho de campo, de gabinete e de laboratório. A observação de campo conduziu as primeiras interpretações sobre a evolução morfológica dos depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis, bem como o levantamento dos quatro pontos de coletas de material sedimentar eólico, para análises granulométrica e morfoscópica e para a realização de datação absoluta, estabelecida pelo método de Luminescência Opticamente Estimulada (Protocolo SAR). Em gabinete, foram realizados os mapeamentos – identificação e classificação dos depósitos eólicos e de seus atributos, compartimentação das unidades de relevo e mapeamento de uso e de cobertura da terra. A sedimentologia do ambiente estudado mostra variabilidade em suas características. Os sedimentos são compostos predominantemente por areias quartzosas, de classe modal Areia Fina, variando em menor proporção nas frações de Areia média a de Areia muito fina. As características morfológicas e ópticas dos sedimentos esclarecem quanto à competência eólica sobre as partículas e sobre seu transporte, demostrando certo grau de selecionamento, evidenciado pela diminuição do tamanho dos grãos no sentido SE-NO, devido ao retrabalhamento e à evolução de Areia média a Areia fina. Os grãos subarredondados e arredondados somam percentuais acima de 70%, o que pode demonstrar um menor tempo de retrabalhamento desses em meio aquoso. Associando as características de arredondamento, de esfericidade e de textura superficial, imagina-se que os grãos de Areia média e de Areia fina podem ter sido transportados pelos ventos, deslocados do setor SE-S para N-NO, tendo sido depositados sobre a região, conforme a direção do paleovento, medida em trabalho de campo. No entanto, em meio aos grãos com características eólicas podem existir grãos com características típicas de ação hídrica, como sedimentos oriundos da Formação Guará ou de ambientes fluviais mais recentes. A distribuição das feições geomorfológicas, associada às unidades de relevo mostra que os depósitos eólicos ocorrem substancialmente sobre os topos de colinas, seguido de vales secos, refletindo sobre o percentual de ocorrência de processos erosivos, que também ocorrem em maior número sobre esses compartimentos (cerca de 37% em topos de colina e de 23% em vales secos). Igualmente, a feição do tipo areal ocorre, em maior percentual, sobre os topos de colinas, seguido dos vales secos, confirmando as dinâmicas de ativação e de formação de areais, que ocorrem em depósitos eólicos, comumente sobre colinas, desencadeadas por processos erosivos e, sobretudo, pela ação de processos hídricos (ravinamento e voçorocamento), típicos do clima úmido atual. Ainda, os campos de dunas estudados podem estar associados a contextos dinâmicos regionais mais amplos, presentes nos Pampas Argentino e Uruguaio. Relativo aos usos da terra, mapeados entre os anos de 1982 e 2016, observa-se que a área destinada à Lavoura se manteve praticamente igual ao longo do poríodo analisado (cerca de 2,74% em 1982 e 2,52% em 2016). O Campo sofreu uma redução de cerca de 22%, pois, em 1982, correspondia a cerca de 74% da área total e, em 2016, teve sua área reduzida para cerca de 54%. No entanto, houve um pequeno aumento da superfície destinada ao Cultivo irrigado que cresceu de cerca de 13%, em 1982, para cerca de 14%, em 2016. Houve aumento também da classe Mata ciliar, que, em 1982, representava cerca de 12% da área total e em 2016 passou a representar 22%. A Silvicultura é observada somente no ano de 2016, pois o incentivo ao plantio de exóticas teve início no final da década de 1970. Por fim, os distintos usos sobre as colinas, associados aos depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis, determinam as dinâmicas ambiental e econômica no Pampa brasileiro. O Pampa possui, como aptidão primária, a pecuária, mas a conversão de uso, sobretudo de campo de pastoreio em lavoura, destinada a cultivos agrícolas, intensifica a pressão sobre os recursos hídricos, sobre a vegetação herbácea e sobre os solos francamente arenosos, particularmente sensíveis à erosão.

Au sud du Brésil, le sud-ouest du Rio Grande do Sul présente des taches de sable dans le paysage de la pampa brésilienne, un biome qui représente 63% du territoire de l’État. Les dépôts éoliens stables et / ou instables représentent l'héritage d'un climat plus sec que l'actuel et fournissent des preuves paléoclimatiques importantes pour comprendre la formation de ces paysages. Dans les conditions climatiques actuelles, la région entretient des champs de collines (coxilhas, dénomination régionale), recouverts d’une végétation arbustive herbacée et de parcelles sablonneuses, sur les versants de reliefs témoins (cerros) et sur le fond des vallées, en désaccord avec le paysage typique du climat pluvieux actuel. Ces dépôts de sable sont en même temps sous l'action des vents pendant la saison sèche et soumis à une érosion superficielle et souterraine pendant la saison des pluies, ce qui remobilise les sédiments éoliens non consolidés, amorçant ainsi le processus d’arenização et de formation de taches de sable. L’objectif de cette étude est d’identifier, dans la zone d’étude, des associations entre les caractéristiques géomorphologiques actuelles et les formations superficielles quaternaires, ainsi que la dynamique érosive / sédimentaire agissant sur ces caractéristiques, dans le contexte d’une zone historiquement soumise à la pression agricole. La zone d’étude est d’environ 144 000 ha et est située le long de la route RS-377, entre les municipalités d’Alegrete et de Manoel Viana. Les procédures méthodologiques incluent des étapes de travail sur le terrain, au bureau et en laboratoire. Les observations de terrain ont conduit aux premières interprétations sur l’évolution morphologique des dépôts éoliens stables et / ou instables, ainsi qu’à l’étude des quatre points de collecte du matériau sédimentaire, avec des analyses granulométriques et morphologiques et à la datation absolue établie par méthode de luminescence stimulée optiquement (protocole SAR). Au bureau, des cartographies ont été réalisées - identification et classification des dépôts éoliens, subdivision des unités de relief et cartographie de l’utilisation et de la couverture des sols. La sédimentologie de l'environnement étudié montre une variabilité dans ses caractéristiques. Les sédiments sont principalement composés de sables de quartz, de la classe sable fin, variant dans une moindre mesure entre les fractions de sable moyen et de sable très fin. Les caractéristiques morphologiques et optiques des sédiments montre une compétence éolienne sur les particules et leur transport, montrant un certain degré de sélection, mis en évidence par la diminution de la taille des grains dans la direction SE-NO, due au remaniement et à l'évolution du sable moyen à sable fin. Les grains sous-arrondis et arrondis atteignent des proportions de 70%, ce qui peut indiquer un temps de reprise plus court par l’eau. En associant les caractéristiques de rotondité, de sphéricité et de texture de surface, on estime que les grains de sable moyen et de sable fin pourraient avoir été transportés par les vents, déplacés du secteur SE-S vers N-NO, après s'être déposés sur la région, selon la direction du paleovent, mesurée dans le travail sur le terrain. Cependant, parmi les grains avec des caractéristiques éoliennes, il peut exister des grains avec des caractéristiques d’action par l’eau, tels que les sédiments de la Formation Guará ou des milieux fluviaux plus récents. La distribution des caractéristiques géomorphologiques associées aux unités de relief montre que les dépôts de vent se produisent essentiellement sur les sommets des collines, suivis des vallées sèches, ce qui reflète le pourcentage d’occurrences de processus érosifs, qui sont également plus nombreux dans ces compartiments (environ 37% dans les sommets de colline et 23% dans les vallées sèches). De même, les dépôts de sable apparaissent, sur un pourcentage plus élevé, au sommet des collines, suivie des vallées sèches, confirmant la dynamique de l'activation et de la formation de taches de sable, se produisant dans les dépôts éoliens, généralement sur les collines, déclenchée par des processus érosifs et principalement en raison de l’action des processus hydriques (ravinement et « voçorocamento »), caractéristiques du climat humide actuel. De plus, les champs de dunes étudiés peuvent être associés à des contextes dynamiques régionaux plus vastes, présents dans les pampas argentines et uruguayennes. En ce qui concerne les utilisations des sols, cartographiées de 1982 à 2016, on observe que la superficie destinée à l'agriculture est restée pratiquement la même sur la période analysée (environ 2,74% en 1982 et 2,52% en 2016). Le champ a diminué d’environ 22%, puisqu’en 1982, il correspondait à environ 74% de la superficie totale. En 2016, sa superficie avait été réduite à environ 54%. Cependant, la superficie consacrée à la culture irriguée a légèrement augmenté, passant d'environ 13% en 1982 à environ 14% en 2016. La classe des forêts riveraines a également augmenté, atteignant environ 12% en 1982. % de la superficie totale et en 2016 représentaient 22%. La foresterie n'est observée qu'en 2016, l'incitation à la plantation d’essences exotiques ayant débuté à la fin des années 1970. Enfin, les différentes utilisations des collines, associées aux dépôts éoliens stables et/ou instables, déterminent la dynamique environnementale et économique dans la pampa brésilienne. La Pampa a comme principale aptitude le bétail, mais la conversion de son utilisation, en particulier des pâturages en cultures, intensifie la pression sur les ressources en eau, sur la végétation herbacée et sur les sols relativement sableux particulièrement sensibles à l'érosion.

In southern Brazil, the southwest of Rio Grande do Sul exposes sand deposits embedded in Brazilian Pampa landscape, a biome that represents 63% of the state's territory. Both stable and/or unstable wind deposits represent the inheritance of a drier climate than the current one and provide important paleoclimatic evidences for understanding this landscape. In contemporary climatic conditions, the region maintains hill fields (coxilhas, in the regional denomination), covered by herbaceous-shrub vegetation and sand deposits, along testimonial slopes and valleys strands, disagreeing with the current wet climate typical landscape. These sand deposits are under wind action, in dry seasons, and subject to superficial and subsurface erosion, in rainy seasons, at once. These agents remobilize the non-consolidated eolic sediments, initiating both processes of arenization and sandy stretching. The objective of this thesis is to identify, inside the study area, associations between the current geomorphological features and the quaternary surface formations, as well as the erosive/depositional dynamics acting on these features, in the context of an area historically submitted to agricultural pressure. The spatial cutting area has about 144,000 ha and it is located along the RS-377 highway, between the municipalities of Alegrete and Manoel Viana. Methodological procedures included field, cabinet and laboratory work steps. Field observations led to the initial interpretations on the morphological evolution of stable and/or unstable eolian deposits, as well as to the survey of the four points of collection of sedimentary material, for both granulometric and morphological analyzes and for absolute dating, which was established by optically stimulated luminescence method (SAR protocol). In the cabinet stage, the mappings were carried out, in order to achieve the identification and classification of the eolic deposits and their attributes, the subdivision of the relief units and the mapping of land use and land cover. The sedimentology of the environment shows variability in its characteristics. The sediments are predominantly composed by quartz sands, of Fine sand modal class, varying to lesser fractions of Medium sand and Very fine sand. Both morphological and optical characteristics of the sediments clarify the eolic competence over the particles and their mobilization, demonstrating a certain degree of selection, which is evidenced by the decrease of the grain size in SE-NO direction, due to the reworking and the evolution of Medium sand to Fine sand. Both sub-rounded and rounded grains added percentages up to 70%, which may demonstrate a shorter rework time in an aqueous medium. Associating to roundness, sphericity and surface texture characteristics, it is estimated that both Medium sand and Fine sand grains may have been transported by the winds, displaced from the sector SE-S to N-NO, having been deposited on the region, according to the direction of the paleo-wind that was measured in field work. However, among grains with wind characteristics there may be grains with typical water action characteristics, such as sediments from Guará Formation or from recent fluvial environments. The geomorphological features distribution associated to the relief units shows that the eolic deposits occur substantially on the tops of hills, followed by dry valleys, reflecting on erosive processes occurrence percentage, which also occur on these compartments, majority (about 37% in hill tops and 23% in dry valleys). Likewise, the sand stretch feature occurs, on a higher percentage, at the tops of hills, followed by the dry valleys, confirming the dynamics of sand stretch activation and formation, which occur in eolic deposits, usually over hills, being triggered by erosive processes, mainly due to the action of water processes (ravines and gullying), which are typical in the current humid climate. In addition, the dunefields that were studied may be associated with broader regional dynamic contexts, present in both Argentinian and Uruguayan Pampas. Regarding land uses, in the period 1982-2016, it can be observed that the area destined to Farming remained practically the same (around 2.74%, in 1982, and 2.52%, in 2016). The Field suffered a reduction of about 22%, from about 74% of the total area, in 1982, to about 54%, in 2016. However, but there was a small increase in the area for irrigated cultivation, which grew from about 13%, in 1982, to about 14%, in 2016. There was also an increase in the Riparian Forest class, which represented about 12% of the total area, in 1982, and came to represent 22%, in 2016. Forestry is only observed in 2016, as the incentive for exotic planting began in the late 1970s. Finally, the different uses of hills, associated to both stable and/or unstable wind deposits, determine the environmental dynamics and the economy in the Brazilian Pampa. The Pampas has livestock as its primary aptitude, but the conversion of land use, especially from pasture fields to crop, intensifies the pressure on water resources, on herbaceous vegetation and on sandy soils, which are particularly sensitive to erosion.